Pasaulē visam ir savi plusi un mīnusi. Sabiedrības progress un cilvēku dzīves līmeņa uzlabošanās neizbēgami noved pie vides piesārņojuma. Notekūdeņi ir viena no šādām problēmām. Līdz ar tādu nozaru kā naftas ķīmijas, tekstilizstrādājumu, papīra ražošanas, pesticīdu, farmācijas, metalurģijas un pārtikas ražošanas straujo attīstību kopējais notekūdeņu daudzums visā pasaulē ir ievērojami palielinājies. Turklāt notekūdeņi bieži satur augstu koncentrāciju, augstu toksicitāti, augstu sāļumu un daudz krāsvielu, kas apgrūtina to sadalīšanos un attīrīšanu, izraisot nopietnu ūdens piesārņojumu.
Lai tiktu galā ar lielo ikdienā radīto rūpniecisko notekūdeņu apjomu, cilvēki ir izmantojuši dažādas metodes, apvienojot fizikālās, ķīmiskās un bioloģiskās pieejas, kā arī izmantojot tādus spēkus kā elektrība, skaņa, gaisma un magnētisms. Šajā rakstā ir apkopota "elektrības" izmantošana elektroķīmiskajā ūdens attīrīšanas tehnoloģijā, lai risinātu šo problēmu.
Elektroķīmiskā ūdens attīrīšanas tehnoloģija attiecas uz piesārņotāju noārdīšanas procesu notekūdeņos, izmantojot īpašas elektroķīmiskas reakcijas, elektroķīmiskus procesus vai fizikālus procesus konkrētā elektroķīmiskajā reaktorā elektrodu vai pielietota elektriskā lauka ietekmē. Elektroķīmiskās sistēmas un iekārtas ir salīdzinoši vienkāršas, aizņem nelielu vietu, tām ir zemākas ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas, tās efektīvi novērš sekundāro piesārņojumu, piedāvā augstu reakciju vadāmību un ir piemērotas rūpnieciskajai automatizācijai, kas tām iemanto "videi draudzīgas" tehnoloģijas apzīmējumu.
Elektroķīmiskā ūdens attīrīšanas tehnoloģija ietver dažādas metodes, piemēram, elektrokoagulāciju-elektroflotāciju, elektrodialīzi, elektroadsorbciju, elektro-Fentonu un elektrokatalītiski progresīvu oksidēšanu. Šīs metodes ir daudzveidīgas, un katrai no tām ir savs piemērots pielietojums un jomas.
Elektrokoagulācija-elektroflotācija
Elektrokoagulācija patiesībā ir elektroflotācija, jo koagulācijas process notiek vienlaikus ar flotāciju. Tāpēc to kopā var saukt par "elektrokoagulāciju-elektroflotāciju".
Šī metode balstās uz ārēja elektriskā sprieguma pielietošanu, kas anodā ģenerē šķīstošus katjonus. Šiem katjoniem ir koagulējoša iedarbība uz koloīdiem piesārņotājiem. Vienlaikus sprieguma ietekmē katodā rodas ievērojams daudzums ūdeņraža gāzes, kas palīdz flokulētajam materiālam pacelties virspusē. Tādā veidā elektrokoagulācija panāk piesārņotāju atdalīšanu un ūdens attīrīšanu, izmantojot anoda koagulāciju un katoda flotāciju.
Izmantojot metālu kā šķīstošo anodu (parasti alumīniju vai dzelzi), elektrolīzes laikā radītie Al3+ vai Fe3+ joni kalpo kā elektroaktīvie koagulanti. Šie koagulanti darbojas, saspiežot koloidālo dubultslāni, destabilizējot to un piesaistot un uztverot koloīdās daļiņas, izmantojot:
Al -3e → Al3+ vai Fe -3e → Fe3+
Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+ vai 4Fe2+ + O2 + 2H2O → 4Fe3+ + 4OH-
No vienas puses, izveidoto elektroaktīvo koagulantu M(OH)n sauc par šķīstošiem polimēru hidrokso kompleksiem un tas darbojas kā flokulants, lai ātri un efektīvi koagulētu koloīdas suspensijas (smalkus eļļas pilienus un mehāniskus piemaisījumus) notekūdeņos, vienlaikus savienojot un veidojot lielākus agregātus, paātrinot atdalīšanas procesu. No otras puses, koloīdi tiek saspiesti elektrolītu, piemēram, alumīnija vai dzelzs sāļu, ietekmē, izraisot koagulāciju, izmantojot Kulona efektu vai koagulantu adsorbciju.
Lai gan elektroaktīvo koagulantu elektroķīmiskā aktivitāte (dzīves ilgums) ir tikai dažas minūtes, tie būtiski ietekmē dubultslāņa potenciālu, tādējādi spēcīgi koagulējot koloīdas vai suspendētas daļiņas. Tā rezultātā to adsorbcijas spēja un aktivitāte ir daudz augstāka nekā ķīmiskajām metodēm, kurās tiek pievienoti alumīnija sāļu reaģenti, un tām nepieciešams mazāks daudzums un zemākas izmaksas. Elektrokoagulāciju neietekmē vides apstākļi, ūdens temperatūra vai bioloģiskie piemaisījumi, un tā neveic blakusparādības ar alumīnija sāļiem un ūdens hidroksīdiem. Tāpēc tai ir plašs pH diapazons notekūdeņu attīrīšanai.
Turklāt sīku burbuļu izdalīšanās uz katoda virsmas paātrina koloīdu sadursmi un atdalīšanos. Tiešā elektrooksidācija uz anoda virsmas un netiešā Cl⁻ elektrooksidācija aktīvajā hlorā spēcīgi oksidē ūdenī šķīstošas organiskas vielas un reducējamas neorganiskas vielas. Jaunizveidotajam ūdeņradim no katoda un skābeklim no anoda piemīt spēcīgas redoksspējas.
Tā rezultātā ķīmiskie procesi, kas notiek elektroķīmiskajā reaktorā, ir ārkārtīgi sarežģīti. Reaktorā elektrokoagulācijas, elektroflotācijas un elektrooksidācijas procesi notiek vienlaicīgi, efektīvi pārveidojot un noņemot gan izšķīdušos koloīdus, gan suspendētos piesārņotājus ūdenī, izmantojot koagulāciju, flotāciju un oksidāciju.
Xingtongli GKD45-2000CVC elektroķīmiskā līdzstrāvas barošanas bloks
Funkcijas:
1. Maiņstrāvas ieeja 415 V, 3 fāzes
2. Piespiedu gaisa dzesēšana
3. Ar paātrinājuma funkciju
4. Ar ampērstundu skaitītāju un laika releju
5. Tālvadības pults ar 20 metru vadības vadiem
Produkta attēli:
Publicēšanas laiks: 2023. gada 8. septembris
